王治军

摘要：目前钢筋混凝土结构的工程实例越来越多。本文介绍了多种钢筋混凝土结构的加固技术,并结合工程实践着重论述了加固技术的特点、适用范围等。

关键词：钢筋混凝土 结构 加固 方法

中图分类号：TV331文献标识码： A

在经济迅速发展的今天，人们的居住条件大为改善，同时人们对建筑质量的要求也越来越高，新技术、新方法不断应用于建筑工程中。建筑工程的稳固性和抗震性一直是检验建筑工程质量的主要指标，为了保证建筑的稳固和安全，必须对建筑进行一定的加固，鉴于目前建筑工程大都以钢筋混凝土为主要建筑材料，在这里我们主要讨论的是钢筋混凝土的加固技术，加固过程中要遵循科学的原则，否则可能会增加建筑工程的安全隐患。

一、钢筋混凝土结构加固的背景

在过去的50多年间,我国的土木工程建设一直没有停过,并且发展很快,尤其是近几年,发展极为迅猛,整个中国几乎成了一个大的建设工地,新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路及桥梁、港口、航道及大型水利工程。 可是,在我们大搞土木基础建设的同时也应该关心已有建筑的维护问题,己有建筑物及构筑物常常因设计或施工的缺陷以及长期使用过程中的老化、破坏,甚至自然灾害,造成混凝土结构承载力不足、开裂以及抗震性能不良等,影响建筑物及构筑物的安全和使用功能,从而不得不考虑结构的修复加固问题。

二、钢筋混凝土结构加固方法

当前,各种类型的钢筋混凝土结构,其构造是复杂多样的,在建筑工程中,钢筋混凝土结构的变更、追加、加固也成为很平常的问题,通过工程实践及设计经验,本文将一些加固方法进行总结比较。

1.碳纤维加固法

近年来,碳纤维材料以其轻质、高强、抗腐蚀、耐疲劳及其温度稳定性而受到土木工程界的日益关注,成为研究与应用的热点。工程实践和试验研究表明:采用碳纤维对钢筋混凝土柱进行抗震加固;可以有效约束混凝土的变形,增强耗能能力,从而使其承载能力及延性能力有很大的提高,可取得良好的抗震加固效果。碳纤维片材由于其强度高,弹性模量大,用于横向包裹钢筋混凝土柱时,可以有效提高柱的承载能力和延性性能

2.粘钢加固法

用粘结剂(建筑结构胶)将钢板粘贴在已开裂构件需要加固的部位上,以提高结构承载力的一种方法。与传统加固方法比较,它有以下特点:(1)工艺简便,只需对被加固构件的表面进行处理,用建筑结构胶将钢板与之牢固地粘结成一个整体,使钢板和原构件很好地共同工作。(2)加固施工所需的场地、空间都不很大,且钢板粘贴在已开裂构件上一般2d即可受力使用,对生产和生活影响很小,特别适用于应急的加固工程。(3)粘钢加固所用的钢板厚度,一般为2mm~6mm,所以,加固后不影响结构外观,重量增加也不多。(4)加固效果比较明显。

3.化学植筋技术

植筋技术是运用高强度的化学粘合剂,使钢筋、螺杆等与混凝土产生握裹力,从而达到预期效果。施工后产生高负荷承载力,不易产生移位、拔出,并且密实性能良好,无需做任何防水处理。由于其通过化学粘合固定不但对基材不会产生膨胀破坏,而且对结构有补强作用,施工简便迅速安全并符合环保要求,是建筑工程中钢筋混凝土结构变更,加固的最有效的方法。

4.注浆加固法

注浆加固法主要是针对钢筋混凝土结构物由于各种原因产生的各种裂缝,采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补,在不影响生产运营的情况下可以达到预期的强度,延长结构的使用寿命,施工快捷,加固效果安全可靠。它的特点是:(1)采用慢速,附压延续灌浆,可以确保树脂注入裂缝细微部位。(2)可以控制注入量,必要时可以补充灌浆料。(3)可根据裂缝大小,注入状况的需要,调整压力。(4)注入量和注入情形可以目视观察。这种技术主要应用范围:混凝土建筑物裂缝的修补,各种构筑物的修补以及桥梁、铁路的附属构件如桥墩、桥台、桥面、隧道等的修补。

5.增大加固法

增大加固法是指在原受弯构件的上面或下面浇一层新的混凝土并补加相应的钢筋,以提高原构件承载力的方法,是工程中常用的一种加固方法。补浇的混凝土处在变拉区时,对补加的钢筋起到粘结和保护作用,当补浇层混凝土在受拉区时,增加了构件的有效高度,从而提高了构件的抗弯、抗剪承载力,并增加了构件的刚度,因此其加固效果也是很显著的。实际工程中,在受拉区补浇混凝土层的情况较多,原配筋率较低,其混凝土变压区高度较小,因此在受拉区补加纵向钢筋并浇混凝土是提高该梁抗弯承载力的有效方法。

间接加固的一般方法有：

1、预应力加固法敚

该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不能用于温度在600C以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2、增加支承加固法敚

该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

三、考虑良好的施工性

加固工程方案的优劣，首先要把施工作业方便作为必要条件。有的加固方案虽然具有解决问题的可行性，但是，由于其方案在施工过程中增加了一定的施工难度，而造成施工工期长，劳动用工量大，安全系数低的弊端，结果将影响到加固质量。例如某技工学校办公楼因冬季施工，掺加不合格防冻剂，超标的氯离子破坏了钢筋钝化膜，致使十架大梁产生严重裂缝，需要进行加固，原施工设计方案之一是采取简易修补法，将大梁裂缝处出现的酥松混凝土凿除，露出钢筋后，将锈蚀的钢筋周圈进行除锈后，用环氧砂浆进行封闭，达到加固目的；方案之二是采取加大截面加固法，即通过增大构件的截面和配筋，用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性，并达到修补裂缝的目的。经对设计方案分析，此两种方案除具有工程造价低的优点外，还有技术可行性差、劳动强度高、工效低、安全性差、产值效益小等不足之处。基于这些原因，经与甲方和设计院商讨，改变加固方案，采用先进的外包钢加固施工方法，应用QR型建筑工程结构胶粘锚技术，对这十架大梁进行加固，由于技术先进，加固性能好，占用空间小，施工周期短，材料消耗少，工艺简便、安全并减轻了劳动强度，提高了加固质量，取得了良好的综合效益。

四、加固工程方案要在新技术、新材料、新工艺上做文章

优秀的加固工程方案要在工法上体现出其可行性、科学性、先进性。笔者认为，化学补强法不失为当前加固工程中首选的一种最为先进的工法。例如，某面粉厂制粉车间技改工程中的加固部分，就是采取化学补强的方法，应用QR型建筑工程结构胶粘剂，对其第四层、第五层框架梁进行粘钢加固，满足了该车间在楼层增高、设备增加、荷载加大情况下的正常使用要求，充分显示出新技术、新材料、新工艺在加固工程中的应用成果。在化学补强方法中，除粘钢加固外，碳纤维加固工艺也不失为一种先进的加固工法。

五、结束语

在建设中,我们应该选择合适的加固方法,同时还应考虑其是否具有良好的施工性、是否经济等方面。随着现代建筑科学技术的不断进步,新型建筑材料不断出现,混凝土结构加固技术会有更大发展,加固方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。

参考文献

滕智明,朱金栓.混凝土结构及砌体结构[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

林文修,陈昌松.混凝土加固方法与技术[M].北京:中国建筑工业出版社.

李全旺,赵树红.碳纤维加固钢筋混凝土梁受剪承载力试验分析.清华大学土木工程系.